JPS6041706B2 - ステンレス帯鋼の連続着色方法 - Google Patents

ステンレス帯鋼の連続着色方法

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JPS6041706B2
JPS6041706B2 JP5001682A JP5001682A JPS6041706B2 JP S6041706 B2 JPS6041706 B2 JP S6041706B2 JP 5001682 A JP5001682 A JP 5001682A JP 5001682 A JP5001682 A JP 5001682A JP S6041706 B2 JPS6041706 B2 JP S6041706B2
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color
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友夫 高張
秀一 近藤
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Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/24Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing hexavalent chromium compounds

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステンレス帯鋼を硫酸とクロム酸又はクロム酸
塩の混合水溶液中で連続して各種色相に着色処理するに
際し、高速でしかも色ムラのない着色を安定して行う方
法に関するものである。
着色ステンレス鋼はインターナショナル、ニッケル社で
着色制御法(特開昭48−11243)および着色被膜
の硬化処理法(特開昭49−21339)が開発されて
以来、急速に実用化がす、み厨房用品、浴槽、時計バン
ド等の日用品および屋根材玄関ドア等の建材等に広く用
いられるようになつた。しかし、従来はバッチ処理で着
色しているため、生産能力が低い、多数の人手がか)る
ため着色処理費が高いうえに、長尺の着色ステンレス鋼
板を得ることができないという問題があつた。このため
、ステンレス帯鋼を硫酸とクロム酸又はクロム酸塩との
混合水溶液からなる着色液に連続的に浸漬して着色する
技術が一部て開発され特公昭56−4151、特開昭5
4−10245および特開昭55−134177が出願
されている。
しかし、これらの方法では単位時間当りの生産量は従来
のバッチ式のものと大差はなく、連続化によるメリット
は小さい。本発明者は、着色速度を向上させる要因につ
いて種々検討した結果、着色液の温度を上けることが最
も効果的であることを見出した。
すなわち、従来のバッチ式の着色処理では所望する色に
なつたことを電位一時間曲線から読みとり、ホイスト”
クレーン等で着色したステンレス鋼板を浴から引上げる
ため、操作可能な温度として700〜800Cが一般に
用いられていた。この着色浴温度を液の沸騰点(133
℃)近くまで上げてゆくと第1表に示すように着色時間
は約118に短縮され、しかも着色したステンレス鋼板
の色相も従来の方法のものと変らないことを見出した。
しかし、このように着色浴の温度を上げると、処理時間
によつて色が急激に変化するため、所望の色を再現性よ
く安定して着色することが非常に困難となり、また着色
浴の着色能の変化が速く、この点からも安定した着色が
困難になるとの新たな問題が生じた。本発明は、このよ
うな問題点を克服した着色法であつて、高速でしかも所
望の色を再現性よく安定して着色するステンレス帯鋼の
連続着色方法を目的とする。すなわち、本発明は、硫酸
とクロム酸又はクロム酸塩の混合水溶液中でステンレス
帯鋼をブロンズ、青、金、赤、緑およびそれらの中間色
に連続して着色する方法において、着色処理を2段階に
分け、硫酸濃度400〜580y/′、Cド8濃度13
0〜210y/′の前記水溶液にて前段は高温て粗着色
し、該着色後の色相を測定し、該測定結果に基づいて後
段のより低温の溶液による着色調整処理時間を調整し、
さらにリン酸溶液中での陰極電解によつて硬化処理する
ことを特徴とする。
以下に本発明法を行うための装置例を示す第1図により
、詳細に説明する。
ペイオフリール1で巻きほどかれたステンレス帯鋼は脱
脂槽2で脱脂され、水洗槽3で洗浄され、着色槽4に入
る。着色槽4内には、85〜130゜C好ましくは95
〜120℃の一定温度に保持された硫酸とクロム酸又は
クロム酸塩との混合水溶液からなる着色浴があり、該着
色浴によつて所望の色に近い色相に着色する。た.とえ
は赤色と着色するときは、その手前の濃い金色に着色す
るように処理時間を設定する。処理時間の設定は、帯鋼
のライン速度の調整、着色浴の液面高さの調整あるいは
シンクロール13、支持ロール15の高さ調整等によつ
て行う。着色浴の・組成としては硫酸濃度400〜58
0y/e好ましくは450〜530y/′クロム酸又は
クロム酸塩の濃度はCr6+として130〜210q/
′好ましくは145〜185y/eとする。着色槽4か
ら出た帯鋼はカラーメーター11で色相が測定され、つ
いで着色調整槽5に入る。着色調整槽5内には、硫酸と
クロム酸又はクロム酸塩との混合水溶液からなり、前記
着色浴よりも反応の遅い着色調整浴があり、前記着色浴
より低温の60〜85℃好ましくは70〜80℃の一定
温度に保持されている。ここで前記色相の測定結果にも
とづき、所望の色相になるよう処理時間の調整を行つて
着色を微調整する。
処理時間の調整は支持ロール16あるノいはシンクロー
ル14の高さを変化させるか、又は着色調整浴の液面高
さを変化させることによつて行う。着色調整浴の組成は
前記着色浴と同様の範囲とするが、前記着色浴と同一濃
度であつても、あるいは異なる濃度であつてもよい。つ
いで・帯鋼は水洗槽6で洗浄され、硬化層7にて硬化処
理され湯洗槽8で洗浄され捲取機10に捲取られる。第
1図中17は槽内の温度、濃度を一定に保つための攪拌
器である。色相を測定するためのカラーメーターは着色
槽゛を帯鋼が出てきたところに取付ける。
帯鋼は120℃近くの熱を持つているため、表面に付着
した着色液の1部を水洗すると直ちに乾くため着色被膜
が現われ、その色相をカラーメーターで測定することが
できる。カラーメーターとしては全積分球式のものを用
い三刺戟値X,Y,Zに対応する値を指標とするか、あ
るいは所望する色の補色となるフィルターを用い、その
測定値を指標として着色程度を判断する。しかし、色相
の測定としては上記の型式のカラーメーターに限定する
ものではない。着色したステンレス帯鋼は着色被膜が脆
いため硬化処理する。
従来硬化処理のため10%リン酸溶液中にステンレス銅
板を浸漬し、0.2〜0.6A/Ddの電流を5〜1紛
間通電し陰極電解処理を行なつていた。しかし着色が前
述のように短時間で行なわれると硬化処理も短時間で行
なわなければならない。このため従来品と同等の耐摩耗
性を確保できる電解条件についてしらべたところ、第2
図に示すように電流密度を大きくすることにより可能で
あることがわかつた。すなわち第2図中の曲線の右上の
領域が適正条件範囲である。なお図中O印は耐摩耗性良
好、×印は耐摩耗性不良、Δ印はその中間を示し、斜線
域は従来のバッチ処理における条件を示す。つぎに着色
時間におよぼす液劣化の影響についてのべる。
着色槽において所望する色にできるだけ近づけるには帯
鋼のライン速度をこまかく分類し、適正なライン速度を
選択しなければならない。しかし、着色液が劣化してく
ると、第3図に示すように着色時間が大巾に遅くなる。
すなわち液の劣化に応じてライン速度を設定しなければ
ならなくなり大変煩雑である。そこで、第1図のように
着色槽4および着色調整槽5の着色液すなわち着浴およ
び着色調整浴を常に劣化液回復装置12に導いて回復処
理を行い、両浴の着色能を一定に保つことが好ましい。
硫酸とクロム酸又はクロム酸塩との混合水溶液でステン
レス鋼を着色する場合、硫酸やクロム酸あるいはクロム
酸塩の濃度が多少変化しても着色時間はかわらない。し
かし3価のクロムイオンおよび3価の鉄イオンが多くな
ると着色時間は長くなる。このため、回復処理としては
3価のクロムイオンを6価に酸化し、3価の鉄イオンを
水酸化物として着色液から沈澱分離除去する。このよう
な機能をもつ劣化液回復装置12としてはたとえばテフ
ロン膜を隔膜として陽極室と陰極室にわけ3価のクロム
イオンを電解酸化するとともに3価の鉄イオンを除去す
る装置がある。劣化液回復装置12は第1図のように着
色槽4および着色調整槽5それぞれに個別に設けるのが
望ましいが、着色浴および着色調整浴の濃度が同一の場
合は両槽に共通に設けてもよい。なお、着色を2工程で
行なう方法については褐色に着色する方法として特公昭
45−19368が公知てある。本法も着色を2工程に
わけた点では類似しているが次の点で大きく異なつてお
り、新しい発想に基づいた発明である。(1)上記特許
は褐色のみに着色することを目的にしているのに対し本
法はブロンズ、青、金、赤緑およびその中間色の着色て
あること(2)本法ではこのように各種の所望する色を
帯鋼に連続的に再現性よく得るための手段として着色浴
を出たところで色相を測定し、該測定結果に基づいて次
の着色調整浴による処理時間を調整していること。
さらには、本法は着色浴でできるだけ所望する近り色に
着色したのち、着色調整浴で色調の制御を行なうもので
、両浴共ほS゛同じ色相であるのに対し、上記特許は黒
から褐色へと全く異つた色相を得るための方法である。
実施例第1図に示した連続着色ラインの着色槽4と着色
調整槽5に無水クロム酸246ダ/′と硫酸483q/
fの混合水溶液を入れ着色槽の液温を110℃着色調整
槽の液温を80゜CとしてSUS3O4光輝焼鈍仕上げ
のステンレス帯鋼をライン速度6m/分で通過させた。
このとき着色浴による処理時間は54秒であり着色槽を
出たところの色相は濃い青色であつたが着色調整槽の浸
漬時間を支持ロール高さを調整することにより3@とし
たところ所望する薄い青色の着色帯鋼が得られた。また
硬化処理電流密度は2.0A/Ddとした。以上のべた
ごとく、本発明法によれば、ステンレス帯鋼に対してブ
ロンズ、青、金、赤、緑およびそれらの中間色の任意の
色相の色を、従来よりもはるかに高速でしかも再現性よ
く安定して着色することができ、さらに着色作業の要員
削減により着色処理費用の大幅な低減が可能てある。
また、従来のバッチ式の着色法では、着色制御のために
電位一時間曲線をとるため被着色板は静止した状態で深
い着色槽内に吊り下げられているので、液温を高くする
と着色槽上部と低部の温度差が大きくなり、色ムラの原
因となるのに対して、本発明法では帯鋼の連続着色であ
るため、液温が高温であつてもそのような温度差による
色ムラ発生はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は連続着色ラインのライン構成を示す図て第2図
は硬化時間短縮におよぼす電流密度の影響を示す図であ
る。 第3図は着色時間におよぼす液劣化の影響を示す図であ
る。1・・・・・ペリオフリール、2・・・・・・脱脂
槽、4・・・着色槽、5・・・・・・着色調整槽、7・
・・・・・硬化処理槽、8・・・・・・湯洗槽、3,6
・・・・・・水洗槽、9・・・・・ゼンチロール、10
・・・・・・捲取機、11・・・・・・カラーメーター
、12・・・・・・クロム(■)、鉄(■)除去装置、
Jl3,l4・・・・・・シンクロール、15,16・
・・・・・支持ロール、17・・・・・・攪拌器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 硫酸とクロム酸又はクロム酸塩との混合水溶液中で
    ステンレス帯鋼をブロンズ、青、金、赤、緑およびそれ
    らの中間色に連続して着色する方法において、硫酸濃度
    400〜580g/l、Cr^6^+濃度130〜21
    0g/lの高温の前記水溶液からなる着色浴により所望
    の色に近い色相に着色し、該着色後のステンレス帯鋼の
    色相を測定し、ついで前記水溶液からなり前記着色浴よ
    り低温の着色調整浴により処理し、前記色相の測定結果
    に基づいて該着色調整浴による処理時間を調整し、さら
    にリン酸溶液中での陰極電解によつて硬化処理すること
    を特徴とするステンレス帯鋼の連続着色法。 2 着色浴および着合調整浴中の3価クロムイオンおよ
    び3価の鉄イオンを連続的に除去することにより前者着
    色浴および着色調整浴の着色能を一定に保つことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のステンレス帯鋼の連
    続着色方法。
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JPS60248884A (ja) * 1984-05-25 1985-12-09 Nippon Steel Corp ステンレス着色液の管理方法
JPS6169979A (ja) * 1984-09-12 1986-04-10 Nisshin Steel Co Ltd ステンレス帯鋼の連続着色方法
JP2767141B2 (ja) * 1989-10-18 1998-06-18 日新製鋼株式会社 ステンレス鋼用の老化着色液の再生方法
CN102766864B (zh) * 2012-08-16 2013-11-27 无锡市新科冶金设备有限公司 钢丝燃气加热热水洗、硼化、皂化一体式机组

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